Как защитить USB-порты ноутбука от пыли, замыкания и скачков напряжения

Николай Маслов avatar | 26
FavoriteLoading В закладки
Как защитить USB-порты ноутбука от пыли, замыкания и скачков напряжения

Очень часто нам задают вопрос: безопасно ли использовать то или иное оборудование, подключая его к USB любимого ноутбука.

Сторонние зарядные и разнообразные периферийные устройства, внешние потребители энергии — все это может в одночастье вывести из строя разъем, а то и всю материнскую плату любимого компьютера.

Впрочем, у других устройств ещё больше проблем: выход смартфона, зарядного кейса или самих наушников ещё больше подвержены поломкам.

Как это все защищать? Попробуем разобраться.

Как устроен USB


Внешняя часть USB-порта любого стандарта знакома каждому из нас: внутри видна тонкая планка-разделитель – у USB-A с контактами, у USB-C без них.

Разделитель отлично собирает пыль и легко ломается. Нет, это не баг, это фича, дополнительная защита от попытки вставить периферию с неисправными выходами.

Сбор пыли и грязи таковой не является. Более того: поскольку шина USB является дискретной и передаваемые данные выглядят со схемотехнической точки зрения как незначительно изменяющийся по амплитуде постоянный ток, грязный USB может уходить в защиту, отключаясь.

Грязь меняет параметры сигнала и заставляет материнскую плату отключать один или все USB. Чаще всего этим грешат компьютеры Apple, считающие любые отклонения токов неисправностью.


Бытовые USB и сломать легко, и “закоротить”

Тем не менее, такая защита реализована далеко не всегда и не от всего. Теоретически, стандарты USB предполагает определенные требования к схемотехнической защите, в том числе от помех, повышенного напряжения или короткого замыкания.

Однако многие производители материнских плат не стесняются выводить контакты USB напрямую к микросхеме, реализующей системную логику (северный мост, процессор на ряде платформ и тому подобное).

В лучшем случае защита ограничивается простейшими плавкими предохранителями для ряда выводов, и той обычно только для питания.


Порт должен содержать защиту. Но не все соблюдают требования

Хорошие бренды используют самовосстанавливающиеся предохранители, которые позволяют использовать порт спустя 10-30 минут. Но их может не быть, или Плохие — не восстанавливающиеся, после срабатывания которых необходим ремонт в мастерской.

Если по каким-то причинам внешнее устройство подаст повышенное питание по шине данных или будет перепутана полярность питания — практически у любого компьютера будут большие проблемы.

Даже «защита от грязи» срабатывает чаще при пониженном уровне сигнала на USB. При повышенном, даже при подключении относительно маломощных устройств вроде плат отладки Arduino, предохранители стандартных типов не успевают сработать.


Защита продаётся отдельно, и не встроена в контроллер USB. Производители экономят

Особенно опасно это для полностью симметричных разъемов типа USB-A. Версия Type C является полностью симметричной, но реализован так, чтобы перепут напряжения был маловероятен.

Кроме того, этот стандарт требует от производителей конечных устройств для потребителя реализацию дополнительных алгоритмов защиты и фильтрации сигнала, которые снижают вероятность выхода разъема из строя.

Но это работает только для тех USB-C, которые полноценно реализуют стандарт USB 3.0/3.1 и выше. Как опознать? Если разъем одновременно умеет выводить видеосигнал, может использоваться для зарядки гаджетов и самого устройства и при этом обмениваться данными на высокой скорости — этот разъем подходит.


Все дистанцированно, если за USB-C прячется USB 3.0 или Thunderbolt. Но предохранителей может не быть, а провода очень близко

Опять же, разъемы с аппаратной поддержкой видео- и аудиовывода имеют специализированную защиту от шумов.

Она не позволит кратковременным скачкам напряжения и коротким замыканиям периферии (подключенные в сеть 220В внешние устройства — отдельная тема, от них защита не сработает) вывести из строя весь компьютер. Но порт может сгореть.

Если сигнал неустойчивый или с помехами — никакой защиты нет. Но что в этом случае, что в случае идеальных разработчиков, которые создали сферический ноутбук в вакууме с соблюдением всех стандартов, стоит озаботиться защитой самостоятельно.

Или хотя бы попытаться.

Защитить от пыли и грязи проще простого


Есть и высокотоковые магнитные провода

От грязи и пыли для всех типов разъемов, представленных в компьютерах, можно найти простую и эффективную защиту.

Резиновые заглушки для USB, слотов картридеров и даже пропиетарных разъемов продаются как в оффлайн-магазинах, так и на AliExpress. Если постараться — можно найти готовый набор именно для своего ноутбука.

Важно: материал, из которого изготовлены заглушки, должен быть антистатическим. Иначе есть шанс сжечь порт статическим разрядом.

Как найти именно такие? Ориентируясь на отзывы покупателей и высокий рейтинг продавца. Второй способ проще: заглушки должны быть силиконовые, мягкие, легко гнущиеся.

Силикон — отличный изолятор, который плохо накапливает статическое электричество. Поэтому такую защиту применять надежнее всего.

Механические повреждения можно исключить


Простой хаб – лучше, чем ничего. Если не подключать к нему аналоговые приборы

Сломанный разъем зарядки занимает третье место в рейтинге самых частых неисправностей, с которыми люди обращаются в сервис.

Для microUSB, USB-C и ряда других слотов можно использовать «магнитные кабели» с отделяемой частью, остающейся в разъеме. Это потребует полностью отказаться от стандартных проводов.

При покупке необходимо обращать внимание на пропускную способность кабеля и его функции: некоторые умеют только заряжать устройства, некоторые работают как обычные, цельные.

Универсальные провода покупать нельзя: для унификации магнитного разъема из них вырезают возможность передачи данных. В комплекте должен быть один разъем и указана возможность передачи данных.

Более доступным вариантом станут магнитные переходники для обычных разъемов: порт в ноутбуке с ними всегда защищен, а провода лишние покупать не нужно.

Собственная защита USB от скачков напряжения или тока


Такой кабель – не бро. Куда нам больше 65 Вт?

К сожалению, единственный выход реализовать хоть какую-то развязку — использовать USB-хаб. Лучше всего, если он будет иметь собственное внешнее питание.

Дело в том, что разветвление USB-интерфейса невозможно реализовать, просто разветвив провода — для этого требуется дополнительная аппаратная схема.

В случае подачи повышенного тока именно она сгорит, сохранив «жизнь» встроенным в плату портам.

В случае с разъемами USB-C, оснащенных поддержкой стандарта Power Delivery с соответствующей возможностью зарядки все чуть сложнее: теоретически, разъем должен согласовывать небольшими шагами передачу электропитания по отдельным линиям, исключая возможность перенапряжения.

Но это позволяет производителям отказываться от дополнительной защиты, которая бы сработала в экстренной ситуации.

Внешняя защита USB от скачков напряжения или тока

Тут может сработать неожиданная защита в виде правильно подобранного кабеля питания: оригинального, либо наоборот, из проверенной пользователями линейки с максимально пропускаемым током до 3А.

В таком случае при кратковременном скачке по току есть небольшой шанс, что при отсутствии другой защиты кабель сработает предохранителем (кстати, более-менее приличные бренды сознательно ограничивают пропускную способность проводов).

Вариант не лучший, но достаточно надёжный. А вот дорогостоящие 100-ваттные провода без необходимости лучше не покупать — они отлично проводят высокие токи, губительные для компьютеров.

Впрочем, это не лучший вариант защиты. Другое дело — использование внешних хабов перед USB. Хаб сгорит — порт останется целым. Но непроверенные гаджеты так лучше не использовать.


Для них стоит использовать концентратор или док-станцию с внешним питанием: даже если проектировщик не выполнил гальваническую развязку элементов, цепи питания в них гарантированно изолированы.

Аналогично и в других достаточно продвинутых устройствах, например:

  • внешние видеокарты и модули с видеовыходом,
  • концентраторы с выключателями.

Спасаем USB от короткого замыкания


От короткого замыкания между контактами стоит использовать гальваническую развязку в виде внешнего прибора.

Чаще всего они выпускаются в виде миниатюрного подобия флешки и довольно часто используются аудиофилами для изоляции USB от наводок по питанию при подключении высококлассных аудиосистем.

Найти такую можно на AliExpress, но все существующие варианты базируются на старой схемотехнике, поэтому обеспечивают скорость обмена данными не более 10 Мбит/с.

Более быстрые устройства имеют крайне специфическое применение и продаются напрямую от крупных разработчиков. За совершенно другие деньги.

Впрочем, этой скорости хватит, чтобы распознать во флешке пресловутый USB-Killer или определить неисправное оборудование.

Неочевидная защита: «пилоты» и блоки питания


Многие проблемы USB можно предотвратить, если избавиться от некачественных источников питания, используя при этом оснащенные соответствующей защитой розетки 220В.

При питании от сети не слишком хорошо спроектированные материнские платы (MacBook в зоне риска) подают питание на USB-порты напрямую от разъема блока питания.

Скачок напряжения вряд ли убьет защищенный предохранительными цепями процессор или другие важные микросхемы. А USB с включенными в него приборами — запросто.

Достаточно использовать любой удлинитель с кнопкой (в них всегда есть предохранитель), чтобы избежать этого. А надежный блок питания станет вторым эшелоном защиты как самого разъема, так и гаджета в целом.

Факт: использовать питание от батареи при подключении незнакомых периферийных устройств надежнее, поскольку при коротком замыкании токи будут ниже.

Кроме того, большая часть гаджетов (включая ноутбуки) имеет независимую схему питания от батареи, в которую USB-порты включаются иными линиями.

При подаче высокого напряжения или неправильной полярности на контактах порта это позволит спасти материнскую плату даже в том случае, когда сам USB выйдет из строя.

Все нужно проверять самому


С зарядными устройствами и проводами чуть сложнее. Без дополнительных устройств придётся либо использовать качественное оборудование (что не исключает его сбоев), либо проверять все самостоятельно.

Для этого пригодится некое тестовое устройство (лучше — старый смартфон с подтвержденным в обзорах портом стандарта USB 3.0/3.1) или электронная нагрузка и USB-тестер.

Проверки стоит проводить не только после покупки — внешние повреждения должны стать поводом прогнать тест ещё раз.

Что в итоге?

Итак, подведём итоги. Чтобы гарантированно защитить USB от любых внешних воздействий, придётся приобрести приличный парк устройств:

Такой набор гарантированно позволит сохранить ноутбук, смартфон, планшет и любое другое оборудование в рабочем состоянии.

Впрочем, для «обычных смертных» хватит заглушек и хаба. Если использовать проверенные фирменные зарядки, провода и периферийные устройства, конечно.

1 Звезд2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (28 голосов, общий рейтинг: 4.32 из 5)
🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram.
... и не забывай читать наш Facebook и Twitter 🍒
FavoriteLoading В закладки
undefined
iPhones.ru
От пыли, короткого замыкания, скачка напряжения и вредоносов.
Прокомментировать

🙈 Комментарии 26

  1. look1d avatar
    look1d29 ноября 2020
    9

    Очень просто: пользоваться и париться о такой фигне.

  2. denhol avatar
    denhol29 ноября 2020
    11

    Ни разу за всю жизнь не горел ни один порт. Проблемы не существует, не надо ее придумывать.

    Николай Грицаенко avatar
    0

    @denhol, а у меня сгорел через месяц после покупки макбука нового в 2017 году)

    ZeR0Co_0l.. avatar
    ZeR0Co_0l..30 ноября 2020
    1

    @denhol, Я никогда не болел гриппом. Гриппа не существет, не надо его придумывать.

  3. exxon avatar
    exxon29 ноября 2020
    5

    Не нужно быть свиньей и все будет в ажуре.

    Николай Маслов avatar
    Николай Маслов29 ноября 2020
    0

    @exxon, не все работают в стерильном офисе, заставленном беспроводной периферией высшего класса. Увы, кто-то должен делать дело.

  4. amenra avatar
    amenra29 ноября 2020
    0

    Лучше купить пылесос с мягкой щеткой.
    Раз в год пропылесосить ноут всегда полезно.

    Николай Маслов avatar
    Николай Маслов29 ноября 2020
    0

    @amenra, Одно другому не мешает – сервисная разборка-чистка обязательна.

  5. Dave avatar
    Dave29 ноября 2020
    0

    Николай, целую вас за нормальный лонгрид! Как раз искал на али заглушки для портов на материнке, но не мог найти нужного ключевого слова.

    Futurist avatar
    Futurist29 ноября 2020
    4

    @Dave, это сарказм или в натуре единомышленник ?

    OldB avatar
    OldB30 ноября 2020
    0

    @Dave, ключевое слово “заглушка usb” :) Проверил вот только что :)

  6. nlited29 ноября 2020
    0

    Магнитные адаптеры это удобно, но я бы все-таки не советовал – в 2018 взял свежую прошку, которая в какой-то момент перестал заряжаться – ни одним из портов не видела зарядку – и произошло это сразу после того, как начал пользоваться магнитным адаптером с али с хорошими отзывами. Есть конечно вариант, что адаптер тут не при чем а мне достался бракованый макбук, но в комментах на али потом обнаружил отзывы, где у народа горели порты, правда на на виндоуз-ноутах

    Николай Маслов avatar
    Николай Маслов29 ноября 2020
    0

    @nlited, проблема как-то решилась? У Макбуков все очень непросто с питанием, в зависимости от версии ОС они то вводят, то отменяют лимиты по зарядке. Которые накладываются на дополнительные ограничения, связанные с уровнем сигнала на USB-портах. То есть, условно – одна и та же флешка может нормально работать на всех компьютерах, но не запускаться или даже уводить порты Мака в защиту. Решений довольно много, от простой чистки контактов до смены адаптера, и ещё, и ещё.

    От себя бы рекомендовал использовать девайсы крупных брендов через хаб. Схемотехника USB-портов Мака на редкость “своеобразна”.

    murref avatar
    murref30 ноября 2020
    0

    @nlited, как можно вообще что-либо с али всерьёз рассматривать для использования с дорогой и качественной техникой? Когда наконец люди поймут, что не нужно покупать телефон за овер 100к или ноут за овер 200, а затем пытаться заколхозить на него что-либо с али с “хорошими отзывами”. Есть на свете любители жрать дерьмо и они наверняка в этом преуспели, но даже если вы прочитаете значительное количество их авторитетных отзывов на определенный сорт дерьма, это не значит, что жрать дерьмо нормально. Я сейчас не говорю о каких-то качественных товарах (включая те же айфоны или самсунги, коптеры dji и т.п.) которые некоторые люди всё же предпочитают покупать на али, я о 98% процентах дерьма, продающегося на этой площадке. Хотя, честно говоря, я вообще исключил для себя этот магазин из списка тех, где не зашкварно покупать что-либо. Покупая дорогую технику, можно переплатить немного за свое спокойствие и нервы, вместо попыток купить это на помойке со скидкой.

    Николай Маслов avatar
    Николай Маслов30 ноября 2020
    0

    Карл, проблема в том, что
    а) ноутбук за много килорублей может оказаться не там, где вы привыкли,
    б) некоторые люди суют в USB всякое, потому что они разработчики хардвара, например.

    Те же Arduino и ряд других плат разработчика замечательно выжигают порты Макбуков. Совершенно не важно, где купленные.

    nlited9 декабря 2020
    0

    @murref, это все конечно правильно (отчасти, потому что некоторые виды аксессуаров все же можно и нужно покупать на али), но вы вообще видели подобные магнитные адаптеры где-то помимо али? Я -нет. Тот проводок, который позиционировался, как возвращение magsafe на tb3-макбуки, который финансировался черех кикстартер – тоже обычный китай и тоже продается на али. Это к вопросу о том, как мне пришла в голову такая дурацкая идея – покупать этот адаптер на али – больше как бы и негде.

    murref avatar
    murref10 декабря 2020
    0

    @nlited, скорее надо идти от истоков и задать вопрос «а на хрена?». Зачем пытаться колхозить что-то в устройстве за много денег с помощью устройств за мало денег да ещё сомнительного происхождения? Вы на машину за 100 тысяч долларов спойлер за 300 рублей наверное тоже в гараже у дяди Васи прикрутите, когда вдруг решите, что такой тюнинг это круто, а официальный дилер не продаёт спойлер-этажерку на багажник и не даёт вам осуществить вашу голубую мечту? Чисто совет: пользуйтесь тем, что ваи даёт одноимённый производитель, а если вас это не устраивает, значит вы ещё не доросли до разумной культуры потребления. Как точно подметили в одном фильме «Не нужна тебе такая машина, брат, поверь мне!» Как нельзя более точно описывает ваш случай.

    nlited11 декабря 2020
    0

    @murref, мой случай описывает исключительно очевидное нежелание после 8-ти лет привычного божественного magsafe’а (который не раз спасал мои макбуки от падений, да и вообще был безоговорочно удобным) с ним прощаться в пользу сомнительного плюса иметь возможность втыкать зарядку с любой стороны. Большинство, если не все макюзеры первое время истошно негодовали, когда Эпл убрала magsafe в 16 году – именно это негодование и побудило разные конторы выпустить на рынок всевозможные магнитные адаптеры для type-c, которые и сейчас пользуются большим спросом – никто не хотел снова переживать насчет переспектив свернуть ноут на пол, задев зарядку + type-c порты на макбуках от частого перетыкания коннекторов имеют свойство раздалбываться, если вы вдруг не в курсе. Это ответ на вопрос “а на хрена?”. А пассаж про “разумную культуру потребления” в контексте данного вопроса даже комментить не хочу, ибо ну совсем смешно

  7. Epmak avatar
    Epmak30 ноября 2020
    0

    Раз подняли такую тему для обсуждения, то вот вопрос. Столкнулся с тем, что USB-c-to-USB-A HUB (проще говоря разветвитель USB который позволяет к одному порту USB-C цеплять несколько USB устройств старого формата) вызывает сильные лаги в системе. Периодически (раз в 10 секунд) зависает на очень короткое время даже курсор мышки. Попробовал два различных USB-HUB от Baseus и оба приводят к идентичным лагам. В англоязычных форумах находил информацию о том, что люди с этим сталкиваются, но решения не было. Может кто-то знает суть проблемы и как пофиксить?

    Николай Маслов avatar
    Николай Маслов30 ноября 2020
    0

    В течении недели выйдет статья. Родовая болезнь макбуков, вылезает из-за несоблюдения Apple общих стандартов по питанию. Если проявляется с подключенной зарядкой – там же опишем решение.

    Есть второй вариант, связанный с системными прерываниями, выделяемыми на USB. Какая у вас система и ноутбук?

    Epmak avatar
    Epmak30 ноября 2020
    0

    @Николай Маслов, проверял на MBP 15′ 2016 и на MBP 15′ 2019. Глюк с подтормаживанием повторяется на обоих. Зарядка ноутбука от сети была включена, хаб без своей дополнительной зарядки. Симптом подтормаживания похож на глюки с прерыванием, так как курсор хватает фризы даже если по тачпаду вести.

    Николай Маслов avatar
    Николай Маслов30 ноября 2020
    0

    Попробуйте без внешнего питания. Если поможет – значит менять провода и зарядку + ждать следующую статью. Если нет – надо подумать.

    Epmak avatar
    Epmak30 ноября 2020
    0

    @Николай Маслов, в Качестве OS проверял только на Catalina.

    tamtam avatar
    tamtam30 ноября 2020
    0

    @Epmak, у меня satechi aluminum type-c с карточкой, ндмиаем и тп. Разницу в работе не замечал. Но, на работе человек купил какой-то переходник, который вставляется в порты, так у него WiFi отваливался. Купил как у меня, стало все нормально. Я к тому, что пробуйте альтернативы.

  8. Volný_Bojovník avatar
    Volný_Bojovník30 ноября 2020
    0

    Я пылесошу комп каждый день, бесит даже маленький слой пыли.

Вы должны авторизоваться или зарегистрироваться для комментирования.

Нашли орфографическую ошибку в новости?

Выделите ее мышью и нажмите Ctrl+Enter.

Как установить аватар в комментариях?

Ответ вот здесь